2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K02989
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
武田 晃治 東京農業大学, その他部局等, 准教授 (70408665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
緩利 真奈美 東京農業大学, その他部局等, 助教 (70782647)
浅沼 茂 立正大学, 心理学部, 特任教授 (30184146)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 科学教育 / 教材開発 / 色素 / カリキュラム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の教材研究では、色素の生物濃縮を可視化するモデル生物・最適色素の検討および、色素の抽出・検出法の検討を行った。生物濃縮を可視化するモデル生物としては、アメリカザリガニを用いた先行研究を参考に、同様の甲殻類であるタマミジンコや白色のサワガニブルーに対する給餌による体色変化の観察を行った。その結果、アメリカザリガニ同様に食べ物に含まれる色素により体色変化が観察できることを見出した。また、甲殻類以外の生物種でのモデル生物教材の探索として、サケ科魚類であるニジマスの飼育装置を組み立て、飼育を開始した。色素の抽出・検出法の検討においては、学校でも扱われている薄層クロマトグラフィーをはじめ、株式会社ユニフローズにより学校教育用に開発されたe-HPLCことりを用いて、アスタキサンチンの分離条件の検討を行った。
基礎的研究では、国外のカリキュラムデザインの実態を把握するためにミシガン州立大学のJ.クレイチェック教授のもとを訪問し、連携を行っている。面接ではミシガン州での同氏の取り組みや問題解決型学習の具体的方法について質問を行い、知見を得た。また、本研究について色素の単元計画のアドバイスとして問題の配置や探求の過程の明確化という視点を頂いた。訪問の後には米国での科学教育の取り組みの一貫としてシカゴ科学博物館を訪れた。生物に関する体験型展示の方法や子どもたち向けの実験教室など日本国内の物よりも規模が大きく、また、頻繁に多くの人々が訪れていることを知ることができた。科学的素養の育成という視点から教育環境の重要性を知ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
教材研究では、色素の生物濃縮を可視化するモデル生物・最適色素の検討として、予備実験レベルにおいて、カロテノイド色素であるオレンジ色のアナトー色素含有餌を作製し、体色の白いサワガニブルーやタマミジンコに対して給餌試験を行った。その結果、マクロなレベルでオレンジ色に体色変化させることに成功した。また実験室レベルでの飼育試験として、ニジマスの幼魚が飼育できる装置を組立て、飼育を開始した。もう一つの課題である色素の抽出・検出法の検討では薄層クロマトグラフィーやHPLCで色素の分離ができるようにアスタキサンチンの分離条件の検討を行った。
理論研究では科学的探究の方法としての理科教育の在り方について検討を進めている。具体的にはどのような単元構成が探究の方法を深めるのか、という視点での検討である。教材研究に応じた単元開発を更に進めていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、赤色のアスタキサンチンやオレンジ色のアナトー色素含有餌によるサワガニやミジンコの体色変化や色素の分離条件の検討を行った。次年度は他の色を呈するカロテノイド色素も用いて、サワガニやミジンコ以外にダンゴムシなどの他の甲殻類を対象にして、モデル生物教材や色素の分離条件の検討を行う。またサケ科魚類における体色変化も同様に餌の開発を行いながら観察を行う予定である。さらに、餌や紫外線などにより体色変化のおこる両生類や爬虫類などにも生物種を広げ、色素の抽出や遺伝子レベルで体色の要因となる合成遺伝子に着目した教材開発も行っていく。具体的には脱皮の皮から色素やDNAを抽出し、見た目の色の要因を化学的、遺伝学的な視点からアプローチできる教材開発を行っていく。
理論的研究ではこれまで開発してきた教材を用いた単元の内容構成の総括を行いたいと考えている。更には、本研究で提案した単元が現在の新学習指導要領においてどの点に位置づくのか、評価基準にも照らすことによって運用可能性を見出したいと考える。
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| Causes of Carryover |
本年度計画していた生態調査や比較研究のための海外調査の日程が調整できなかったため、旅費予算が使いきれなかった。次年度にこれら調査に行く予定である。またモデル生物の仕入れ時期が調整できず、予算が残ってしまったため、次年度にモデル生物の探索を行う予定である。
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